Analyse Vibratoire 2026
Diagnostic des Défauts de Machines Tournantes

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Module 3 : Diagnostic des Défauts de Machines Tournantes 30 min de lecture

Désalignement et Jeu Mécanique : Spectres et Distinction

Le désalignement et le jeu mécanique représentent la deuxième et troisième cause de vibrations excessives en industrie. Leurs signatures spectrales se ressemblent partiellement, ce qui en fait deux des défauts les plus souvent confondus. Ce chapitre vous donne les clés pour les distinguer avec certitude.

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Désalignement : types, causes et conséquences

Le désalignement est le défaut d'alignement entre l'axe de rotation du moteur et celui de la machine entraînée (pompe, ventilateur, réducteur...). Même un accouplement flexible ne tolère qu'un désalignement minime. En dehors de ces tolérances, il génère des contraintes importantes sur les paliers, les accouplements et les arbres, réduisant fortement leur durée de vie.

Désalignement parallèle

Les deux arbres sont parallèles mais leurs axes ne sont pas dans le même plan. Aussi appelé désalignement radial ou offset.

Signature spectrale : 1x fort en radial, 2x notable. Le 2x est souvent supérieur au 1x.

Phase : 180° entre les deux paliers de part et d'autre de l'accouplement, en mesure radiale.

Désalignement angulaire

Les deux arbres se croisent en un point mais leur direction n'est pas la même. Les axes forment un angle.

Signature spectrale : 1x très fort en axial. 2x en axial souvent égal ou supérieur à 1x en axial.

Phase : 180° entre les deux paliers en mesure axiale. Clé du diagnostic angulaire.

Désalignement combiné

Le cas le plus fréquent. Combinaison de parallèle et angulaire dans des proportions variables.

Signature spectrale : 1x + 2x forts, en radial ET en axial. Harmoniques multiples possibles.

Diagnostic : comparer les niveaux radiaux et axiaux pour identifier la composante dominante.

Causes typiques de désalignement

  • Erreur d'alignement lors de la remise en service après maintenance
  • Dilatation thermique différentielle entre le moteur et la machine (régime chaud)
  • Déformation du châssis ou de la platine (soft foot, descellement)
  • Usure ou déformation de l'accouplement (rigidification d'un accouplement flexible)
  • Tassement différent des pieds de machine (soft foot → châssis gauchi)
  • Déformation de la tuyauterie exerçant des contraintes sur le corps de pompe
Le "soft foot" : cause cachée de désalignement

Le soft foot (pied mou) est un défaut de planéité entre un pied de machine et son socle (jeu, contamination, déformation). Quand on serre le boulon de ce pied, le châssis se déforme, créant un désalignement artificiel. Il faut toujours vérifier et corriger les soft foot avant tout alignement laser, sinon l'alignement sera faux et impossible à reproduire.

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Signature spectrale du désalignement et critères de distinction avec le balourd

Critère Balourd Désalignement parallèle Désalignement angulaire
Raie dominante 1x très fort 1x + 2x forts (2x souvent dominant) 1x + 2x forts en axial
Direction radiale H ≈ V (isotrope) H ≠ V possible Modérée
Direction axiale Faible (< 30% du radial) Notable Forte (> 50-70% du radial)
Phase radiale entre paliers En phase (0° ± 30°) Environ 180° Variable
Phase axiale entre paliers En phase En phase Environ 180°
Impact sur vitesse variable Amplitude ∝ N² Moins sensible à la vitesse Moins sensible à la vitesse

"La règle d'or du désalignement : mesurez en axial. Si la vibration axiale est forte (plus de 50 % de la radiale) et que le 2x est dominant, c'est un désalignement jusqu'à preuve du contraire. Si la vibration axiale est faible et que 1x est seul dominant, c'est un balourd."

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Jeu mécanique : types et signature spectrale caractéristique

Le jeu mécanique désigne tout jeu excessif dans les assemblages mécaniques : jeu dans les paliers, clavettes lâches, boulons desserrés, ajustages usés. Ce jeu permet aux composants de se déplacer de façon non contrôlée sous l'effet des forces vibratoires, ce qui génère une signature spectrale très caractéristique avec de nombreux harmoniques.

Types de jeu mécanique

Jeu structurel (type A)

Jeu entre la machine et son support : socle, platine, boulons d'ancrage desserrés, châssis fissuré.

Symptôme : asymétrie de la réponse vibratoire (amplitude différente entre la partie supérieure et inférieure du palier).

Jeu dans le palier (type B)

Jeu excessif dans le logement de roulement ou dans un palier lisse usé. L'arbre peut se déplacer dans son logement.

Symptôme : sous-harmoniques (0,5x, 0,33x) caractéristiques, en plus des harmoniques de 1x.

Jeu interne au rotor (type C)

Clavette lâche, ajustage rotor/arbre usé, bride desserrée. Le rotor oscille par rapport à son arbre.

Symptôme : série d'harmoniques très denses, parfois avec des raies à 0,5x, 1,5x, 2,5x (multiples demi-entiers).

Frottement (rub)

Contact partiel entre le rotor et le stator (labyrinthe d'étanchéité, chemise de palier). Cas extrême de jeu interne.

Symptôme : élévation brusque du bruit de fond + harmoniques multiples + éventuelle instabilité de phase.

Signature spectrale du jeu mécanique

La signature spectrale du jeu mécanique est dominée par une série d'harmoniques de la fréquence de rotation (1x, 2x, 3x, 4x...) et souvent par des sous-harmoniques (0,5x, 1,5x, 2,5x ou 0,33x, 0,67x...). Plus le jeu est sévère, plus les harmoniques sont nombreux et élevés.

Symptôme spectral Interprétation Action
Harmoniques 2x, 3x, 4x de même amplitude que 1x Jeu mécanique modéré. Signal « tronqué » (écrêtage asymétrique). Inspection des boulons, du châssis, du logement de palier
Raie à 0,5x (demi-ordre) Jeu interne dans le palier ou clavette lâche. Périodicité à 2 tours. Vérifier le jeu du logement de roulement et l'ajustage arbre/bague
Raies à 0,33x et 0,67x (tiers d'ordre) Jeu sévère avec périodicité à 3 tours. Souvent associé à un rub partiel. Inspection immédiate, risque de contact rotor/stator
Forêt d'harmoniques + bruit de fond élevé Jeu mécanique très sévère ou début de contact rotor/stator (rub) Arrêt planifié urgent. Inspection et remplacement des pièces usées
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Tableau comparatif : balourd, désalignement, jeu mécanique

Ce tableau récapitulatif est la référence pratique pour distinguer les trois défauts les plus courants des machines tournantes. En cas de doute, appliquez les tests de confirmation indiqués.

Critère Balourd Désalignement Jeu mécanique
Raie dominante 1x seul 1x + 2x (2x souvent dominant) 1x + multiples harmoniques
Axial vs radial Radial ≫ Axial Axial fort (>50% radial) Radial dominant
Sous-harmoniques Absents Absents Présents (0,5x, 0,33x...)
Phase 180° entre paliers Non (en phase) Oui (axial, angulaire) Variable
Sensibilité à la vitesse Très forte (N²) Modérée Seuil : apparaît au-delà d'une certaine amplitude
Test de confirmation Masse d'essai + tachymètre Alignement laser (mesure d'écart) Serrage des boulons, inspection visuelle
Correction Équilibrage dynamique Alignement laser Remplacement pièces, serrage, ajustage
Stratégie de diagnostic : toujours vérifier dans cet ordre
  1. Soft foot d'abord : vérifier et corriger avant tout. Un soft foot fausse tous les autres diagnostics.
  2. Alignement ensuite : aligner avant d'équilibrer. Équilibrer une machine désalignée est inutile.
  3. Jeu mécanique : vérifier le serrage, l'ajustage et l'état des paliers.
  4. Équilibrage en dernier : uniquement après avoir résolu les défauts précédents.

Dans le prochain chapitre, nous aborderons trois phénomènes vibratoires plus complexes mais fréquents : la résonance (amplification dangereuse d'une vibration), le fouettement d'arbre (instabilité des paliers lisses) et les défauts de courroies et d'engrenages.

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Questions fréquentes

Par le 2× et par l'axial. Le balourd donne un 1× dominant avec peu d'harmoniques et une vibration essentiellement radiale. Le désalignement fait apparaître un 2× significatif — souvent du même ordre que le 1× — et une composante axiale élevée, ce que le balourd ne produit pas.

Une série d'harmoniques nombreuses de la fréquence de rotation (2×, 3×, 4×, 5×…), parfois accompagnée de sous-harmoniques à 0,5× ou 1,5× lorsque le jeu est important. Le spectre paraît « peuplé » là où un balourd donnerait une raie unique.

Un défaut d'assise : l'un des pieds de la machine ne repose pas correctement sur son socle. Le serrage du boulon déforme alors le châssis et crée un désalignement interne artificiel, que l'alignement laser seul ne corrigera pas. Il se contrôle systématiquement avant tout alignement.

Dans le désalignement parallèle, les deux axes sont décalés mais restent parallèles : la composante radiale domine. Dans le désalignement angulaire, les axes forment un angle : c'est la composante axiale qui devient prépondérante. Les deux coexistent le plus souvent.

Sources & références

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